小孔及间隙流动.pdfVIP

w 页码，1/11(W) 第五节 小孔及间隙流动 在液压传动系统中常遇到油液流经小孔或间隙的情况，例如节流调速中的节流小孔，液压元件相对运 动表面间的各种间隙。研究液体流经这些小孔和间隙的流量压力特性，对于研究节流调速性能，计算泄漏 都是很重要的。 一、小孔流动 液体流经小孔的情况可以根据孔长l与孔径d的比值分为三种情况：l/d≤0.5时，称为薄壁小孔；0.5 ＜l/d≤4时，称为短孔；l/d＞4时，称为细长孔。 图2-23液体在薄壁小孔中的流动   1. 液流流经薄壁小孔的流量 液体流经薄壁小孔的情况如图2-23所示。液流在小孔上游大约d/2处开始加速并从四周流向小孔。由 于流线不能突然转折到与管轴线平行，在液体惯性的作用下，外层流线逐渐向管轴方向收缩，逐渐过渡到 与管轴线方向平行，从而形成收缩截面A 。对于圆孔，约在小孔下游d/2处完成收缩。通常把最小收缩面 c 积Ac与孔口截面积之比值称为收缩系数Cc，即Cc＝Ac/A。其中A为小孔的通流截面积。 液流收缩的程度取决于Re、孔口及边缘形状、孔口离管道内壁的距离等因素。对于圆形小孔，当管道 直径D与小孔直径d之比D/d≥7时，流速的收缩作用不受管壁的影响，称为完全收缩。反之，管壁对收缩程 度有影响时，则称为不完全收缩。 对于图2-23所示的通过薄壁小孔的液流，取截面1—1和2—2为计算截面，设截面1—1处的压力和平均 速度分别为p 、υ ，截面2—2处的压力和平均速度分别为p 、υ 。由于选轴线为参考基准，则Z =Z ，列伯 1 1 2 2 1 2 努利方程为： 2 2 P  av 2g  p  av 2g h 1 1 1 2 2 2 w 由于小孔前管道的通流截面积A 比小孔的通流截面积A大得多，故υ υ , υ 可忽略不计。此外，式中的 1 1 2 1 hw部分主要是局部压力损失，由于2—2通流截面取在最小收缩截面处，所以，它只有管道突然收缩而引起 的压力损失。 2 h  v 2g w 2 将上式代入伯努利方程中，并令Δp＝p - p ，求得液体流经薄壁小孔的平均速度υ 为： 1 2 2 2p v  1 (a  )  (2-60) 2 2 令C =1/(α +ζ)，为小孔流速系数，由于υ 是最小收缩截面上的平均速度，设最小通流截面的面积为Ac，与 υ